旋渦風機常見故障及排除基于虛擬樣機的齒式聯軸器不對中故障仿真

2014-04-28 2014-04-14 2014-03-14 2014-03-04 2014-02-10 2014-01-16 2014-01-09 2013-12-26

摘要 ：在研究齒式聯軸器不對中故障機理的基礎上，借助虛擬樣機技術，建立了風機工程虛擬樣機模型，并對齒式聯軸器不對中故障進行多工況仿真分析，給出了齒式聯軸器不對中故障規律。

關鍵詞： 齒式聯軸器；虛擬樣機；不對中；故障診斷

中圖分類號： TH133.4　　　 文獻標識碼： B

Simulation of Misalignment Fault in Gear Coupling Based on javascript:showjdsw(’showjd_0’,’j_0’)">Virtual Prototype

Abstract: In this paper, the model of javascript:showjdsw(’showjd_0’,’j_0’)">virtual prototype for fan system has been established with the help of javascript:showjdsw(’showjd_0’,’j_0’)">virtual prototype technique on the basis of studying the mechanism of misalignment fault in gear coupling . And the simulation analysis of misalignment fault in gear coupling is carried out under different working conditions. The regular of misalignment fault in gear coupling is given.

Key words: gear coupling ; javascript:showjdsw(’showjd_0’,’j_0’)">virtual prototype ; misalignment; fault diagnosis

0　 引言

　　轉子不對中是指由于機器的制造安裝誤差、機組沉降不均及受載后的各種變形等，使機器在工作狀態時驅動軸的軸線與從動軸的軸線產生軸線對中位移誤差 [1-2] 。常見的轉子不對中有：平行不對中、角度不對中和綜合不對中。轉子對中不良會造成轉子的彎曲及在軸承中的附加載荷，致使各軸承之間負荷重新分配，引起機組強烈振動 [3] 。

　　本文主要研究平行不對中，利用虛擬樣機仿真技術，通過嵌入 Hertz 接觸理論建立風機工程的虛擬樣機模型 [4] 。 為基于虛擬樣機的旋轉機械故障診斷的可行性研究提供了依據。

1 　仿真模型的建立

　　以某企業原料廠風機工程為研究對象。該風機工程由電動機、調速型液力耦合器、增速機和鼓風機等組成，中間分別采用膜片聯軸器和齒式聯軸器連成一個整體，其工程布置見圖 1 。利用 Pro/E 軟件建立其參數化模型，再利用 Mechanism/Pro 接口對模型進行剛體化定義,鋒速達是通風降溫工程生產廠家，然后導入 ADAMS 軟件中定義各剛體之間的約束，并對仿真模型的正確性進行檢驗,鋒速達是負壓風機參數生產廠家，見圖 2 。

　

3　 仿真分析

3.1 　接觸參數的選擇

　　根據 Hertz 接觸理論和齒式聯軸器的主要參數，計算出輪齒嚙合剛度 K 為 15.067e+5N/mm 3/2 ，阻尼系數 Damping 為 3000N · s/mm ，碰撞力指數為 1.5 ，穿透深度為 0.1 。對于漸開線齒輪，其工作過程中齒廓嚙合點的位置是變化的，由于各個嚙合點的曲率半徑隨著節點嚙合處的曲率半徑上下波動，因此 R 是一個變量 [4] 。考慮到齒輪的齒高和分度圓半徑相比較小，變動范圍不大，故在計算中近似以分度圓上的值來代替。

　　對工程模型進行 0.5s ， 300 步仿真，得到工程部分響應曲線，見圖 5) 。

　　

　　為方便比較，將工程同一部位的頻率和位移幅值在不同的不對中量下進行列表，數據見表 1 。

表 1 　　轉軸 Y 方向在不同不對中量下的頻率及幅值

不對中量 / mm

頻率 /Hz

幅值 /mm

0.5

80.6899

0.4676

161.8218

0.0077

242.1582

0.0367

322.9365

0.0083

403.5381

0.0094

1

80.6666

0.4651

玻璃鋼風機如何選擇？

在工作中風機的選擇十分的重要，不同的風機往往應該也是不同的。而且風機的選型工作也是技術性非常的強，當然如果有一定的專業知識時，選型的選擇方法也比較多，如通常采用的按對數坐標曲線選型、按無因次特性曲線選型、按有因次特性性能表選型、按管網阻力選型等方法選擇合適的風機型號。

風機的選擇除了對機型的選擇還要針對應用環境來選擇合適的種類。具有的選擇如下：

根據通風機的輸送氣體的化學性質和物理特點選擇。例如，在輸送具有化學腐蝕性的氣體時要選擇防腐通風機、輸送具有易燃性的氣體時要選擇防暴通風機等等。

根據工作環境選擇風機。例如，在公告場所因選擇噪音小的，并經過噪音處理的鋒速達是通風機生產廠家。

同時，在選擇玻璃鋼風機的時候還要注意工作能耗、工作環境、安全性能、廠家產品質量、售后服務等因素，做最后選擇的標準。

煤礦風機的安裝步驟：
一、仔細閱讀煤礦風機使用說明書及產品樣本，熟悉和了解風機的規格、形式、葉輪旋轉方向和氣流進出方向等；再次檢查風機各零部件是否完好，否則應待修復后方可安裝使用。
二、煤礦風機安裝時必須有安全裝置以防止事故發生，并由熟悉相關安全要求的專業人士安裝和接線。　
三、聯接風機進出口的風管有單獨支撐，不允許將管道重疊重量加在風機的部件上；風機安裝時應注意風機的水平位置，對風機與地基的結合面與出風管道的聯接應調整，使之自然吻合,鋒速達是36寸負壓風機生產廠家，不得強行聯接。
四、煤礦風機安裝后，用手或杠桿撥動葉輪，檢查是否有過緊或擦碰現象，有無妨礙轉動的物品，無異�，F象下，方可進行試運轉，風機傳動裝置的外露部份應有防護罩，如風機進風口不接管道時，也需添置防護網或其他安裝裝置�！�
五、煤礦風機所配電控箱必須與對應風機相匹配（指功率、電壓、氣動方式、控制形式等）。
六、煤礦風機接線應由專業電工接線，接線必須正確可靠，尤其是電控箱處的接線編號與風機接線柱上的編號一致對應，風機外殼應可靠接地，接地必須可靠，不能用接零代替接地。
七、煤礦風機全部安裝后應檢查風機內部是否有遺留的工具盒雜物。